A Fraunhofer ISE na Alemanha está aplicando sua tecnologia de impressão FlexTrail à metalização direta de células solares de heterojunção de silício.Afirma que a tecnologia reduz o uso de prata, mantendo um alto nível de eficiência.
Pesquisadores do Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energia Solar (ISE), na Alemanha, desenvolveram uma técnica chamada FlexTrail Printing, um método para imprimir células solares de nanopartículas de prata com heterojunção de silício (SHJ) sem barramento.Método de revestimento do eletrodo frontal.
“Atualmente estamos desenvolvendo um cabeçote de impressão FlexTrail paralelo que pode processar células solares de alta eficiência de forma rápida, confiável e precisa”, disse o pesquisador Jörg Schube ao pv.“Como o consumo de fluidos é muito baixo, esperamos que a solução fotovoltaica tenha um impacto positivo nos custos e no impacto ambiental.”
A impressão FlexTrail permite a aplicação precisa de materiais de diversas viscosidades com larguras mínimas de estrutura extremamente precisas.
“Foi demonstrado que fornece utilização eficiente da prata, uniformidade de contato e baixo consumo de prata”, disseram os cientistas.“Também tem o potencial de reduzir o tempo de ciclo por célula devido à sua simplicidade e estabilidade do processo e, portanto, destina-se a futuras transferências dos laboratórios para a fábrica.
Este método envolve o uso de um capilar de vidro flexível muito fino cheio de líquido à pressão atmosférica de até 11 bar.Durante o processo de impressão, o capilar entra em contato com o substrato e se move continuamente ao longo dele.
“A flexibilidade e flexibilidade dos capilares de vidro permitem um processamento não destrutivo”, disseram os cientistas, observando que este método também permite a impressão de estruturas curvas.“Além disso, equilibra a possível ondulação da base.”
A equipe de pesquisa fabricou módulos de bateria de célula única usando SmartWire Connection Technology (SWCT), uma tecnologia de interconexão multifios baseada em fios de cobre revestidos com solda de baixa temperatura.
“Normalmente, os fios são integrados na folha de polímero e conectados às células solares por meio de trefilação automática.As juntas de solda são formadas em um processo subsequente de laminação em temperaturas de processo compatíveis com heterojunções de silício”, afirmam os pesquisadores.
Usando um único capilar, eles imprimiram continuamente os dedos, resultando em linhas funcionais à base de prata com tamanho de 9 µm.Eles então construíram células solares SHJ com uma eficiência de 22,8% em wafers M2 e usaram essas células para fazer módulos de célula única de 200 mm x 200 mm.
O painel alcançou uma eficiência de conversão de energia de 19,67%, uma tensão de circuito aberto de 731,5 mV, uma corrente de curto-circuito de 8,83 A e um ciclo de trabalho de 74,4%.Em contraste, o módulo de referência impresso em tela tem uma eficiência de 20,78%, uma tensão de circuito aberto de 733,5 mV, uma corrente de curto-circuito de 8,91 A e um ciclo de trabalho de 77,7%.
“A FlexTrail tem vantagens sobre as impressoras jato de tinta em termos de eficiência de conversão.Além disso, tem a vantagem de ser mais fácil e, portanto, mais econômico de manusear, pois cada dedo só precisa ser impresso uma vez e, além disso, o consumo de prata é menor.mais baixo, disseram os pesquisadores, acrescentando que o declínio da prata é estimado em cerca de 68%.
Eles apresentaram seus resultados no artigo “Direct FlexTrail Plating with Low Silver Consumption for Heterojunction Silicon Solar Cells: Evaluating the Performance of Solar Cells and Modules” publicado recentemente na revista Energy Technology.
“Para preparar o caminho para a aplicação industrial da impressão FlexTrail, está sendo desenvolvida atualmente uma cabeça de impressão paralela”, conclui o cientista.“Em um futuro próximo, está planejado usá-lo não apenas para metalização SHD, mas também para células solares tandem, como o tandem perovskita-silício.”
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